CN116175602B - 一种主轴外壁接触应力变径行走测量机器人 - Google Patents

一种主轴外壁接触应力变径行走测量机器人 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种主轴外壁接触应力变径行走测量机器人，包括变径行走机构、变径测量机构和周向转动机构；变径行走机构和变径测量机构均自由扩张使电机滚轮和超声探头压紧主轴内壁，适应不同主轴内径；周向转动机构带动机器人两侧的变径测量机构同步周向转动，左侧变径测量机构中的超声探头发出超声信号，右侧变径测量机构中的超声探头接收超声信号，变径测量机构每转动指定角度测量一次，直至完成360°测量；变径行走机构带动机器人轴向移动指定距离，变径测量机构再次进行周向测量；重复上述过程直至完成整个配合面应力分布的测量。本发明可实现主轴与轴承配合应力的自动测量，测量精度高、灵活性好、自动化程度高，可适用于空心管类零件的测量中。

Description

一种主轴外壁接触应力变径行走测量机器人
技术领域
本发明属于机器人技术领域，针对主轴外壁零件结构复杂，接触应力无法测量的问题，提出了一种主轴外壁接触应力变径行走测量机器人。
背景技术
航空航天领域中的发动机主轴，高档数控机床主轴等大多为空心管结构，具有很高的加工精度，且采用高端轴承进行支撑和固定。主轴和轴承之间为过盈配合。主轴的转速可达30000r/min，甚至更高，因此对配合面的过盈量提出了很高的要求。配合面的接触应力反映了过盈量的大小，因此可以通过测量配合面的应力分布评估配合质量。
基于超声波对接触界面接触应力的敏感性高的特点，可以实现配合面应力分布的测量。2018年王晓东等人在发明专利201810956534.X中公开了一种“过盈配合连接力超声检测装置与方法”，该方法采用点聚焦水浸探头垂直入射测量配合面的应力分布和连接力，然而，该方法主要应用于尺寸小、形状规则的圆柱体过盈组件；2020年王兴远等人在专利202011204058.X中公开了一种“基于超声侧波的应力分布测量装置与方法”，该装置和方法可以实现配合界面应力的多点位同时测量，但对于主轴轴承结构来说该测量装置无法满足要求。
管道机器人可以在管道内壁行走，为主轴和轴承配合应力的测量提供了一中解决思路。但目前的管道机器人大多采用视觉模块，无法实现配合应力的测量，此外，虽然结构上可以适应不同的管径，但难以通过简单的改装实现配合界面应力分布的变径超声测量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，面向主轴与轴承接触应力的检测需求，发明了一种主轴外壁接触应力变径行走测量机器人。该方法中，创新设计了变径行走机构、变径测量机构和周向转动机构，实现了行走机构和测量机构的独立控制，以适应不同的主轴内径，在行走机构和周向转动机构的驱动下可以实现配合面周向和轴向应力的自动测量。
本发明的目的是这样实现的：包括变径行走机构1、变径测量机构2和周向转动机构3；所述变径测量机构2共有两组，对称分布在周向转动机构3的两侧；所述变径行走机构1共有两组，对称分布在周向转动机构的两侧，且在变径测量机构2的外侧；所述周向转动机构3可带动机器人两侧的变径测量机构2同步周向转动，左侧的变径测量机构2中的超声探头2-12发出超声信号，右侧的变径测量机构2中的超声探头2-12接收超声信号，两侧的超声探头2-12在主轴5的轴线上对齐，且超声波以第一临界角入射，保证超声信号被顺利接收；所述的变径行走机构1可带动机器人轴向移动。
进一步地，所述的变径行走机构1包括电机A1-1、电机座A1-2、联轴器A1-3、轴承座A1-4、蜗杆A1-5、轴承座A1-6、驱动支架A1-7、蜗轮A1-8、轴承端盖A1-9、轴承A1-10、支腿座A1-11、连杆A1-12、支腿A1-13、电机滚轮1-14和锁紧螺母1-15，所述电机A1-1通过螺栓固定安装在电机座A1-2上，电机A1-1的输出轴通过联轴器A1-3与蜗杆A1-5连接，所述的蜗杆A1-5的两端分别通过轴承与轴承座A1-4和轴承座A1-6连接，所述的电机座A1-2、轴承座A1-4和轴承座A1-6通过螺栓与驱动支架A1-7固定连接，驱动支架A1-7通过螺栓与法兰轴3-9固定连接，所述的蜗轮A1-8通过轴承A1-10与法兰轴3-9连接，并与蜗杆A1-5啮合，蜗杆A1-5和蜗轮A1-8啮合可以起到自锁功能，避免周向测量过程电机滚轮1-14周向窜动，所述的轴承端盖A1-9通过螺栓与蜗轮A1-8固定连接以压紧轴承A1-10，所述的连杆A1-12带孔的一端通过轴承与蜗轮A1-8上的凸轴连接，连杆A1-12带凸轴的一端通过轴承与支腿A1-13中部的安装孔连接，并在周向90°等差分布，所述支腿A1-13根部安装孔通过轴承与支腿座A1-11上的凸轴连接，并在周向90°等差分布，所述的支腿座A1-11通过锁紧螺母1-15固定安装在法兰轴3-9上，所述的电机滚轮1-14的螺纹输出轴直接旋紧固定在支腿A1-13上的螺纹孔上。所述连杆A1-12、支腿A1-13和电机滚轮1-14组成的支腿行走结构在变径行走机构1中共有四组，且四组支腿行走结构在周向90°等差分布。
进一步地，所述变径测量机构2包括电机B2-1、电机座B2-2、联轴器B2-3、轴承座B2-4、蜗杆B2-5、轴承座B2-6、驱动支架B2-7、轴承B2-8、蜗轮B2-9、轴承端盖B2-10、连杆B2-11、超声探头2-12、弹性支座2-13、支腿B2-14和支腿座B2-15，所述电机B2-1通过螺栓固定安装在电机座B2-2上，电机B2-1的输出轴通过联轴器B2-3与蜗杆B2-5连接，所述的蜗杆B2-5的两端分别通过轴承与轴承座B2-4和轴承座B2-6连接，所述的电机座B2-2、轴承座B2-4和轴承座B2-6通过螺栓与驱动支架B2-7固定连接，驱动支架B2-7通过螺栓与转动底座3-8固定连接，所述的蜗轮B2-9通过轴承B2-8与转动底座3-8连接，并与蜗杆B2-5啮合，蜗杆B2-5和蜗轮B2-9啮合可以起到自锁功能，避免周向测量过程中超声探头2-12周向窜动，所述的轴承端盖B2-10通过螺栓与蜗轮B2-9固定连接以压紧轴承B2-8，所述的连杆B2-11带孔的一端通过轴承与蜗轮B2-9上的凸轴连接，连杆B2-11带凸轴的一端通过轴承与支腿B2-14中部的安装孔连接，并在周向90°等差分布，所述支腿B2-14根部安装孔通过轴承与支腿座B2-15上的凸轴连接，并在周向90°等差分布，所述的支腿座B2-15与转动底座3-8过盈连接，所述弹性支座2-13通过螺栓固定安装在支腿B2-14的端部，所述超声探头2-12通过螺栓固定安装在弹性支座2-13上。所述连杆B2-11、支腿B2-14和超声探头2-12组成的支腿测量结构在变径测量机构2中共有四组，且四组支腿测量结构在周向90°等差分布。
进一步地，所述周向转动机构3包括双输出轴电机3-1、双输出轴电机座3-2、联轴器3-3、斜齿轮驱动轴3-4、轴承支座3-5、小斜齿轮3-6、大斜齿轮3-7、转动底座3-8、法兰轴3-9和中心方管3-10，所述双输出轴电机3-1通过螺栓固定安装在双输出轴电机座3-2上，双输出轴电机座3-2通过螺栓与中心方管3-10固定连接，双输出轴电机3-1两端的输出轴通过联轴器3-3与两端的斜齿轮驱动轴3-4连接，所述的斜齿轮驱动轴3-4与小斜齿轮3-6过盈连接，所述斜齿轮驱动轴3-4通过轴承安装在轴承支座3-5上以驱动小斜齿轮3-6转动，所述的轴承支座3-5与中心方管3-10通过螺栓固定连接，所述的小斜齿轮3-6与大斜齿轮3-7按齿轮配合关系啮合，大齿轮3-7与转动底座3-8过盈连接，所述的法兰轴3-9一端穿入转动底座3-8并通过轴承连接在一起，可产生相对转动，所述的法兰轴3-9位于大斜齿轮3-7的一端会有部分插入中心方管3-10，并通过螺栓固定连接。
其工作原理：机器人两侧的变径行走机构1中的电机A1-1驱动蜗杆A1-5带动蜗轮A1-8转动，从而带动连杆A1-12和支腿A1-13运动，使所有电机滚轮1-14同时扩张并压紧在主轴5内壁上，以适应不同的主轴内径；然后，机器人两侧的变径测量机构2中的电机B2-1驱动蜗杆B2-5带动蜗轮B2-9转动，从而带动连杆B2-11和支腿B2-14运动，使所有超声探头2-12同时扩张并压紧在主轴5内壁上，压紧过程中弹性支座2-13发生弹性变形，使超声探头2-12表面与主轴5内壁贴合，以适应不同的主轴内径；周向转动机构3中的双输出轴电机3-1同时驱动两侧的小斜齿轮3-6带动大斜齿轮3-7转动，由于大斜齿轮3-7与转动底座3-8过盈连接，因此，两侧安装在转动底座3-8上的变径测量机构2也会随之转动，且每转动一个指定角度完成一次测量，两侧的变径测量机构2转动360°后，两侧变径行走机构1中的所有电机滚轮1-14同时转动沿轴向移动一个指定距离，此时双输出轴电机3-1再次驱动两测的变径测量机构2进行周向测量，重复上述过程直至完成轴承4和主轴5配合面的应力分布测量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明通过周向转动机构可以同步驱动该机器人两侧的变径测量机构周向运动，从而实现配合界面360°周向测量，减少转动部署时间，从而达到提高工作效率的目的。(2)本发明通过蜗轮蜗杆与连杆机构组合实现变径功能，以适用于不同内径主轴外配合面应力分布的测量。(3)本发明通过使用弹性支座将超声探头固定在之腿上，弹性支座可弹性变形使超声探头表面与主轴内壁更好贴合，保证测量精度。(4)本发明可以实现变径测量机构的周向和轴向运动，灵活性好，自动化程度高，可显著提高测量效率。
附图说明
图1为主轴与轴承配合结构示意图；
图2为机器人的整体结构示意图；
图3a-b为变径行走机构的结构示意图；
图4为变径行走机构的背面结构示意图；
图5a-b为变径测量机构的结构示意图；
图6为周向转动机构的结构示意图；
图中：变径行走机构1、变径测量机构2、周向转动机构3、轴承4、主轴5、电机A1-1、电机座A1-2、联轴器A1-3、轴承座A1-4、蜗杆A1-5、轴承座A1-6、驱动支架A1-7、蜗轮A1-8、轴承端盖A1-9、轴承A1-10、支腿座A1-11、连杆A1-12、支腿A1-13、电机滚轮1-14、锁紧螺母1-15、电机B2-1、电机座B2-2、联轴器B2-3、轴承座B2-4、蜗杆B2-5、轴承座B2-6、驱动支架B2-7、轴承B2-8、蜗轮B2-9、轴承端盖B2-10、连杆B2-11、超声探头2-12、弹性支座2-13、支腿B2-14、支腿座B2-15、双输出轴电机3-1、双输出轴电机座3-2、联轴器3-3、斜齿轮驱动轴3-4、轴承支座3-5、小斜齿轮3-6、大斜齿轮3-7、转动底座3-8、法兰轴3-9、中心方管3-10。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
请参阅图1-6，一种主轴外壁接触应力变径行走测量机器人，包括变径行走机构1、变径测量机构2和周向转动机构3；所述变径测量机构2共有两组，对称分布在周向转动机构3的两侧；所述变径行走机构1共有两组，对称分布在周向转动机构的两侧，且在变径测量机构2的外侧；所述周向转动机构3可带动机器人两侧的变径测量机构2同步周向转动，左侧的变径测量机构2中的超声探头2-12发出超声信号，右侧的变径测量机构2中的超声探头2-12接收超声信号，两侧的超声探头2-12在主轴5的轴线上对齐，且超声波以第一临界角入射，保证超声信号被顺利接收；所述的变径行走机构1可带动机器人轴向移动。
所述的变径行走机构1包括电机A1-1、电机座A1-2、联轴器A1-3、轴承座A1-4、蜗杆A1-5、轴承座A1-6、驱动支架A1-7、蜗轮A1-8、轴承端盖A1-9、轴承A1-10、支腿座A1-11、连杆A1-12、支腿A1-13、电机滚轮1-14和锁紧螺母1-15，所述电机A1-1通过螺栓固定安装在电机座A1-2上，电机A1-1的输出轴通过联轴器A1-3与蜗杆A1-5连接，所述的蜗杆A1-5的两端分别通过轴承与轴承座A1-4和轴承座A1-6连接，所述的电机座A1-2、轴承座A1-4和轴承座A1-6通过螺栓与驱动支架A1-7固定连接，驱动支架A1-7通过螺栓与法兰轴3-9固定连接，所述的蜗轮A1-8通过轴承A1-10与法兰轴3-9连接，并与蜗杆A1-5啮合，蜗杆A1-5和蜗轮A1-8啮合可以起到自锁功能，避免周向测量过程电机滚轮1-14周向窜动，所述的轴承端盖A1-9通过螺栓与蜗轮A1-8固定连接以压紧轴承A1-10，所述的连杆A1-12带孔的一端通过轴承与蜗轮A1-8上的凸轴连接，连杆A1-12带凸轴的一端通过轴承与支腿A1-13中部的安装孔连接，并在周向90°等差分布，所述支腿A1-13根部安装孔通过轴承与支腿座A1-11上的凸轴连接，并在周向90°等差分布，所述的支腿座A1-11通过锁紧螺母1-15固定安装在法兰轴3-9上，所述的电机滚轮1-14的螺纹输出轴直接旋紧固定在支腿A1-13上的螺纹孔上。所述连杆A1-12、支腿A1-13和电机滚轮1-14组成的支腿行走结构在变径行走机构1中共有四组，且四组支腿行走结构在周向90°等差分布。
所述变径测量机构2包括电机B2-1、电机座B2-2、联轴器B2-3、轴承座B2-4、蜗杆B2-5、轴承座B2-6、驱动支架B2-7、轴承B2-8、蜗轮B2-9、轴承端盖B2-10、连杆B2-11、超声探头2-12、弹性支座2-13、支腿B2-14和支腿座B2-15，所述电机B2-1通过螺栓固定安装在电机座B2-2上，电机B2-1的输出轴通过联轴器B2-3与蜗杆B2-5连接，所述的蜗杆B2-5的两端分别通过轴承与轴承座B2-4和轴承座B2-6连接，所述的电机座B2-2、轴承座B2-4和轴承座B2-6通过螺栓与驱动支架B2-7固定连接，驱动支架B2-7通过螺栓与转动底座3-8固定连接，所述的蜗轮B2-9通过轴承B2-8与转动底座3-8连接，并与蜗杆B2-5啮合，蜗杆B2-5和蜗轮B2-9啮合可以起到自锁功能，避免周向测量过程中超声探头2-12周向窜动，所述的轴承端盖B2-10通过螺栓与蜗轮B2-9固定连接以压紧轴承B2-8，所述的连杆B2-11带孔的一端通过轴承与蜗轮B2-9上的凸轴连接，连杆B2-11带凸轴的一端通过轴承与支腿B2-14中部的安装孔连接，并在周向90°等差分布，所述支腿B2-14根部安装孔通过轴承与支腿座B2-15上的凸轴连接，并在周向90°等差分布，所述的支腿座B2-15与转动底座3-8过盈连接，所述弹性支座2-13通过螺栓固定安装在支腿B2-14的端部，所述超声探头2-12通过螺栓固定安装在弹性支座2-13上。所述连杆B2-11、支腿B2-14和超声探头2-12组成的支腿测量结构在变径测量机构2中共有四组，且四组支腿测量结构在周向90°等差分布。
所述周向转动机构3包括双输出轴电机3-1、双输出轴电机座3-2、联轴器3-3、斜齿轮驱动轴3-4、轴承支座3-5、小斜齿轮3-6、大斜齿轮3-7、转动底座3-8、法兰轴3-9和中心方管3-10，所述双输出轴电机3-1通过螺栓固定安装在双输出轴电机座3-2上，双输出轴电机座3-2通过螺栓与中心方管3-10固定连接，双输出轴电机3-1两端的输出轴通过联轴器3-3与两端的斜齿轮驱动轴3-4连接，所述的斜齿轮驱动轴3-4与小斜齿轮3-6过盈连接，所述斜齿轮驱动轴3-4通过轴承安装在轴承支座3-5上以驱动小斜齿轮3-6转动，所述的轴承支座3-5与中心方管3-10通过螺栓固定连接，所述的小斜齿轮3-6与大斜齿轮3-7按齿轮配合关系啮合，大齿轮3-7与转动底座3-8过盈连接，所述的法兰轴3-9一端穿入转动底座3-8并通过轴承连接在一起，可产生相对转动，所述的法兰轴3-9位于大斜齿轮3-7的一端会有部分插入中心方管3-10，并通过螺栓固定连接。
在工作时，机器人两侧的变径行走机构1中的电机A1-1驱动蜗杆A1-5带动蜗轮A1-8转动，从而带动连杆A1-12和支腿A1-13运动，使所有电机滚轮1-14同时扩张并压紧在主轴5内壁上，以适应不同的主轴内径；然后，机器人两侧的变径测量机构2中的电机B2-1驱动蜗杆B2-5带动蜗轮B2-9转动，从而带动连杆B2-11和支腿B2-14运动，使所有超声探头2-12同时扩张并压紧在主轴5内壁上，压紧过程中弹性支座2-13发生弹性变形，使超声探头2-12表面与主轴5内壁贴合，以适应不同的主轴内径；周向转动机构3中的双输出轴电机3-1同时驱动两侧的小斜齿轮3-6带动大斜齿轮3-7转动，由于大斜齿轮3-7与转动底座3-8过盈连接，因此，两侧安装在转动底座3-8上的变径测量机构2也会随之转动，且每转动一个指定角度完成一次测量，两侧的变径测量机构2转动360°后，两侧变径行走机构1中的所有电机滚轮1-14同时转动沿轴向移动一个指定距离，此时双输出轴电机3-1再次驱动两测的变径测量机构2进行周向测量，重复上述过程直至完成轴承4和主轴5配合面的应力分布测量。
综上，本发明属于机器人技术领域，提供一种主轴外壁接触应力变径行走测量机器人。该机器人包括变径行走机构、变径测量机构和周向转动机构；变径行走机构和变径测量机构均可自由扩张使电机滚轮和超声探头压紧主轴内壁，以适应不同主轴内径；周向转动机构可带动机器人两侧的变径测量机构同步周向转动，左侧变径测量机构中的超声探头发出超声信号，右侧变径测量机构中的超声探头接收超声信号，变径测量机构每转动指定角度测量一次，直至完成360°测量；然后，变径行走机构带动机器人轴向移动指定距离，变径测量机构再次进行周向测量；重复上述过程直至完成整个配合面应力分布的测量。本发明可以实现主轴与轴承配合应力的自动测量，测量精度高、灵活性好、自动化程度高，可适用于空心管类零件的测量中。

Claims (4)

1.一种主轴外壁接触应力变径行走测量机器人，其特征在于：包括变径行走机构（1）、变径测量机构（2）和周向转动机构（3），所述变径测量机构（2）共有两组，对称分布在周向转动机构（3）的两侧；所述变径行走机构（1）共有两组，对称分布在周向转动机构的两侧，且位于变径测量机构（2）的外侧；所述周向转动机构（3）带动机器人两侧的变径测量机构（2）同步周向转动；所述变径行走机构（1）带动机器人轴向移动；
所述变径行走机构（1）包括电机A（1-1）、电机座A（1-2）、联轴器A（1-3）、轴承座1A（1-4）、蜗杆A（1-5）、轴承座1B（1-6）、驱动支架A（1-7）、蜗轮A（1-8）、轴承端盖A（1-9）、轴承A（1-10）、支腿座A（1-11）、连杆A（1-12）、支腿A（1-13）、电机滚轮（1-14）；所述电机A（1-1）安装在电机座A（1-2）上，电机A（1-1）的输出轴通过联轴器A（1-3）与蜗杆A（1-5）连接；所述蜗杆A（1-5）的两端分别通过轴承与轴承座1A（1-4）和轴承座1B（1-6）连接；所述电机座A（1-2）、轴承座1A（1-4）和轴承座1B（1-6）与驱动支架A（1-7）固定连接，驱动支架A（1-7）与法兰轴（3-9）固定连接；所述蜗轮A（1-8）通过轴承A（1-10）与法兰轴（3-9）连接，并与蜗杆A（1-5）啮合；所述轴承端盖A（1-9）与蜗轮A（1-8）固定连接以压紧轴承A（1-10）；所述连杆A（1-12）带孔的一端通过轴承与蜗轮A（1-8）上的凸轴连接，连杆A（1-12）带凸轴的一端通过轴承与支腿A（1-13）中部的安装孔连接，并在周向90°等差分布；所述支腿A（1-13）根部安装孔通过轴承与支腿座A（1-11）上的凸轴连接，并在周向90°等差分布；所述支腿座A（1-11）通过锁紧螺母（1-15）固定安装在法兰轴（3-9）上；所述电机滚轮（1-14）的螺纹输出轴直接旋紧固定在支腿A（1-13）上的螺纹孔上；所述连杆A（1-12）、支腿A（1-13）和电机滚轮（1-14）组成的支腿行走结构在变径行走机构中共有四组，且四组支腿行走结构在周向90°等差分布。
2.根据权利要求1所述一种主轴外壁接触应力变径行走测量机器人，其特征在于：所述周向转动机构（3）包括双输出轴电机（3-1）、双输出轴电机座（3-2）、联轴器（3-3）、斜齿轮驱动轴（3-4）、轴承支座（3-5）、小斜齿轮（3-6）、大斜齿轮（3-7）、转动底座（3-8）、法兰轴（3-9）和中心方管（3-10），所述双输出轴电机（3-1）通过螺栓固定安装在双输出轴电机座（3-2）上，双输出轴电机座（3-2）通过螺栓与中心方管（3-10）固定连接，双输出轴电机（3-1）两端的输出轴通过联轴器（3-3）与两端的斜齿轮驱动轴（3-4）连接，所述斜齿轮驱动轴（3-4）与小斜齿轮（3-6）过盈连接，所述斜齿轮驱动轴（3-4）通过轴承安装在轴承支座（3-5）上以驱动小斜齿轮（3-6）转动，所述轴承支座（3-5）与中心方管（3-10）通过螺栓固定连接，所述小斜齿轮（3-6）与大斜齿轮（3-7）按齿轮配合关系啮合，大斜齿轮（3-7）与转动底座（3-8）过盈连接，所述法兰轴（3-9）一端穿入转动底座（3-8）并通过轴承连接在一起，所述法兰轴（3-9）位于大斜齿轮（3-7）的一端插入中心方管（3-10），并通过螺栓固定连接。
3.根据权利要求1所述一种主轴外壁接触应力变径行走测量机器人，其特征在于：所述变径测量机构包括电机B（2-1）、电机座B（2-2）、联轴器B（2-3）、轴承座2A（2-4）、蜗杆B（2-5）、轴承座2B（2-6）、驱动支架B（2-7）、轴承B（2-8）、蜗轮B（2-9）、轴承端盖B（2-10）、连杆B（2-11）、超声探头(2-12)、弹性支座（2-13）、支腿B（2-14）和支腿座B（2-15），所述电机B（2-1）通过螺栓固定安装在电机座B（2-2）上，电机B（2-1）的输出轴通过联轴器B（2-3）与蜗杆B（2-5）连接，所述蜗杆B（2-5）的两端分别通过轴承与轴承座2A（2-4）和轴承座2B（2-6）连接，所述电机座B（2-2）、轴承座2A（2-4）和轴承座2B（2-6）通过螺栓与驱动支架B（2-7）固定连接，驱动支架B（2-7）通过螺栓与转动底座（3-8）固定连接，所述蜗轮B（2-9）通过轴承B（2-8）与转动底座（3-8）连接，并与蜗杆B（2-5）啮合，蜗杆B（2-5）和蜗轮B（2-9）啮合可以起到自锁功能，避免周向测量过程中超声探头（2-12）周向窜动，所述轴承端盖B（2-10）通过螺栓与蜗轮B（2-9）固定连接以压紧轴承B（2-8），所述连杆B（2-11）带孔的一端通过轴承与蜗轮B（2-9）上的凸轴连接，连杆B（2-11）带凸轴的一端通过轴承与支腿B（2-14）中部的安装孔连接，并在周向90°等差分布，所述支腿B（2-14）根部安装孔通过轴承与支腿座B（2-15）上的凸轴连接，并在周向90°等差分布，所述支腿座B（2-15）与转动底座（3-8）过盈连接，所述弹性支座（2-13）通过螺栓固定安装在支腿B（2-14）的端部，所述超声探头（2-12）通过螺栓固定安装在弹性支座（2-13）上；所述连杆B（2-11）、支腿B（2-14）和超声探头（2-12）组成的支腿测量结构在变径测量机构（2）中共有四组，且四组支腿测量结构在周向90°等差分布。
4.根据权利要求3所述一种主轴外壁接触应力变径行走测量机器人，其特征在于：在工作时，机器人两侧的变径行走机构（1）中的电机A（1-1）驱动蜗杆A（1-5）带动蜗轮A（1-8）转动，从而带动连杆A（1-12）和支腿A（1-13）运动，使所有电机滚轮（1-14）同时扩张并压紧在主轴（5）内壁上；机器人两侧的变径测量机构（2）中的电机B（2-1）驱动蜗杆B（2-5）带动蜗轮B（2-9）转动，从而带动连杆B（2-11）和支腿B（2-14）运动，使所有超声探头（2-12）同时扩张并压紧在主轴（5）内壁上，压紧过程中弹性支座（2-13）发生弹性变形，使超声探头（2-12）表面与主轴（5）内壁贴合；周向转动机构（3）中的双输出轴电机（3-1）同时驱动两侧的小斜齿轮（3-6）带动大斜齿轮（3-7）转动，两侧安装在转动底座（3-8）上的变径测量机构（2）会随之转动，且每转动一个指定角度完成一次测量，两侧的变径测量机构（2）转动360°后，两侧变径行走机构（1）中的所有电机滚轮（1-14）同时转动沿轴向移动一个指定距离，此时双输出轴电机（3-1）再次驱动两测的变径测量机构（2）进行周向测量，重复上述过程直至完成轴承（4）和主轴（5）配合面的应力分布测量。
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